Почвообрабатывающий фронтальный прокалыватель с ножевыми рабочими органами Российский патент 2023 года по МПК A01B37/00 A01B35/28 A01B63/108 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к вспомогательным конструкциям или устройствам, уменьшающим влияние ходовых систем колёсных полурамных тракторов на обрабатываемые почвы и устанавливается в целях улучшения водопроницаемости, снижения эффекта переуплотнения почв и формирования плужной подошвы, сохранения плодородия и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.

Известен дискаторный разуплотнитель следа полурамного трактора (Патент РФ №171123 МПК А01В 37/00), содержащий косыночные упоры, силовой шарнир, продольные реактивные штанги, торсионную ось, разуплотняющие рабочие органы, прижимные силовые гидроцилиндры.

Недостатками данного устройства являются высокое удельное сопротивление дискаторных рабочих органов, необходимость применения значительного прижимного усилия, высокая материалоёмкость и энергоёмкость устройства, невозможность применения в качестве щелевателя.

Известна конструкция устройства - фронтального прокалывателя-щелереза, содержащая пространственную раму, состоящую из соединенных между собой профильных трубчатых тяг, косыночные упоры с силовыми шарнирами, лучеобразные разуплотняющие прокалывающие рабочие органы, нагружающий гидроцилиндр, кронштейны (Патент РФ № 2769449, МПК А01В 37/00, взято за прототип).

Недостатками устройства являются его большая металлоёмкость и высокое сопротивление движению трактора, недолговечность лучеобразных разуплотняющих прокалывающих рабочих органов, невозможность самоочищения рабочих органов в работе.

Технической задачей изобретения является улучшение водопроницаемости почвенного плодородного слоя за счёт его прокалывания, снижение техногенного влияния ходовой системы колёсного полурамного трактора на обрабатываемые почвы в целях недопущения переуплотнения, сохранения плодородия и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, повышение производительности и скоростных характеристик трактора при применении достаточно несложного устройства, простого в изготовлении, обладающего высокой надёжностью, долговечностью, удобством в обслуживании и эксплуатации, имеющего возможность прокалывания почвы на нужную глубину, самоочищения рабочих ножевых органов в движении, обладающего небольшой металлоёмкостью и невысоким сопротивлением движению трактора.

Техническим решением задачи является создание устанавливаемого в косыночных упорах на раме и корпусе передней полурамы колёсного полурамного трактора вспомогательного устройства - почвообрабатывающего фронтального прокалывателя с ножевыми рабочими органами, имеющего возможность прокалывания почвы на нужную глубину, самоочищения рабочих ножевых органов в движении, обладающего небольшой металлоёмкостью и невысоким сопротивлением движению трактора и способного улучшить водопроницаемость почвенного плодородного слоя за счёт его прокалывания, снизить техногенное влияние ходовой системы колёсного полурамного трактора на обрабатываемые почвы в целях недопущения переуплотнения, обеспечить сохранение плодородия и увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, повышение производительности и скоростных характеристик трактора.

Поставленная задача достигается тем, что почвообрабатывающий фронтальный прокалыватель с ножевыми рабочими органами выполнен в виде пространственной рамы, состоящей из соединённых между собой передней фронтальной поперечной тяги, выполненной в виде швеллерной балки с прорезями, нагружающе-поддерживающей поперечной трубчатой тяги, задней поперечной трубчатой тяги и продольных трубчатых тяг, рама смонтирована на косыночных упорах с силовыми шарнирами на раме трактора, нагружающего гидроцилиндра, зафиксированного шарнирно верхней проушиной в установочном кронштейне на фронтальной части передней полурамы трактора, при этом рабочая часть штока гидроцилиндра установлена в отверстии в срединной части нагружающе-поддерживающей поперечной тяги, и прокалывателя, состоящего из приводного и возвратного механизмов, при чём приводной механизм выполнен в виде электродвигателя с редуктором, установленного на продольной трубчатой тяге, включенного в систему электропитания трактора и кривошипного вала, смонтированного в силовых кронштейнах с подшипниками на верхней части швеллерной балки с прорезями, с закреплёнными на его шейках шатунными направляющими, в вилочных окончаниях которых шарнирно установлены прокалывающие ножевые рабочие органы, в средней части имеющие позиционное отверстие для установки поперечного болтового клина, при этом шестерня редуктора электродвигателя сцеплена с приводной шестерней кривошипного вала, возвратный механизм состоит из направляющих воронкообразного типа, закрепленных на верхней части швеллерной балки напротив прорезей, с размещёнными в них возвратными пружинами сжатия, при чём движение прокалывающих ножевых рабочих органов осуществляется внутри направляющих воронкообразного типа, возвратных пружин сжатия и прорези.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема почвообрабатывающего фронтального прокалывателя с ножевыми рабочими органами, на фиг. 2 изображена принципиальная схема работы коленчатого вала почвообрабатывающего фронтального прокалывателя с ножевыми рабочими органами, на фиг. 3 изображена принципиальная схема приводного механизма почвообрабатывающего фронтального прокалывателя с ножевыми рабочими органами, на фиг. 4 изображена принципиальная схема возвратного механизма почвообрабатывающего фронтального прокалывателя с ножевыми рабочими органами, на фиг. 5 изображён профильный вид колёсного полурамного трактора с установленным почвообрабатывающим фронтальным прокалывателем с ножевыми рабочими органами.

Почвообрабатывающий фронтальный прокалыватель с ножевыми рабочими органами выполнен в виде пространственной рамы 1, состоящей из соединённых между собой передней фронтальной поперечной тяги 2, выполненной в виде швеллерной балки 3 с прорезями 4, нагружающе-поддерживающей поперечной трубчатой тяги 5, задней поперечной трубчатой тяги 6 и продольных трубчатых тяг 7 и 8, рама 1 смонтирована на косыночных упорах 9 и 10 с силовыми шарнирами на передней полураме 11 трактора 12, нагружающего гидроцилиндра 13, зафиксированного шарнирно верхней проушиной в установочном кронштейне 14 на фронтальной части передней полурамы 11 трактора 12, при этом рабочая часть штока гидроцилиндра 13 установлена в отверстии в срединной части нагружающе-поддерживающей поперечной тяги 5, и прокалывателя 15, состоящего из приводного 16 и возвратного 17 механизмов, при чём приводной 16 механизм выполнен в виде электродвигателя 18 с редуктором 19, установленного на продольной трубчатой тяге 7, включенного в систему электропитания трактора и кривошипного вала 20, смонтированного в силовых кронштейнах 21 с подшипниками на верхней части швеллерной балки 3 с прорезями 4, с закреплёнными на его шейках шатунными направляющими 22, в вилочных окончаниях 23 которых шарнирно установлены прокалывающие ножевые рабочие органы 24, в средней части имеющие позиционное отверстие 25 для установки поперечного болтового клина 26, при этом шестерня редуктора 19 электродвигателя 18 сцеплена с приводной шестерней 27 кривошипного вала 20, возвратный механизм 17 состоит из направляющих 28 воронкообразного типа, закрепленных на верхней части швеллерной балки 3 напротив прорезей 4, с размещёнными в них возвратными пружинами 29 сжатия, при чём движение прокалывающих ножевых рабочих органов 24 осуществляется внутри направляющих 28 воронкообразного типа, возвратных пружин 29 сжатия и прорези 4.

Устройство работает следующим образом:

При въезде на поле, оператор трактора при помощи нагружающего гидроцилиндра 13 опускает пространственную раму 1 почвообрабатывающего фронтального прокалывателя с ножевыми рабочими органами на почвенную поверхность, включает электродвигатель 18 и при помощи вращения приводной шестерни 27 кривошипного вала 20 производит заглубление ножевых рабочих органов 24 в почву, при этом происходит перераспределение части веса трактора на рабочие органы 24.

В движении оператор корректирует скорость вращения кривошипного вала 20 в соответствии со скоростью движения агрегата для достижения оптимальных показателей прокалывания при увеличении рабочей скорости трактора.

При этом во время вращения кривошипного вала 20 через закреплённые на его шейках шатунные направляющие 22 и вилочные окончания 23 осуществляется возвратно- поступательное движение ножевых рабочих органов 24 внутри направляющих 28 воронкообразного типа и возвратных пружин 29 сжатия в прорезях 4, при этом поперечный болтовой клин 26 не позволяет возвратной пружине 29 сжатия выйти из направляющей 28. Возвратная пружина 29 при разжимании уменьшает силовую нагрузку на элементы приводного 16 и возвратного 17 механизмов, так как при заглублении прокалывающих ножевых рабочих органов 24 происходит принудительное сжатие возвратной пружины 29 поперечным болтовым клином 26 прокалывающих ножевых рабочих органов 24, а при из выглублении – расслабление возвратной пружины 29 и использование прокалывающими ножевыми рабочими органами 24 накопленной ей кинетической энергии. Также в ходе возвратного движения прокалывающих ножевых рабочих органов 24 через прорези 4 происходит их самоочищение от налипшей почвенной массы.

При отсутствии необходимости в применении почвообрабатывающего фронтального прокалывателя с ножевыми рабочими органами оператор трактора 12 пространственную раму 1 не опускает, электродвигатель не подключает и прокалывание почвенного слоя ножевыми рабочими органами 24 не производит.

Конструктивные особенности ножевых рабочих органов 24 при заглублении на поверхности поля формируют пунктирную линию чётко очерченного вертикального разреза почвенного пласта, что не способствует затягиванию прокола на глинистых почвах. В общем случае предлагаемое устройство позволит отводить излишнюю влагу из прилегающих к разрезу слоёв и увеличить её запасы в подпочвенном слое, таким образом улучшая условия жизнедеятельности растений и повышая их урожайность.

Таким образом с минимальными затратами мощности трактора производится операция прокалывания и щелевания, что при применении устройства в составе комбинированного агрегата с посевным комплексом, позволяет решить задачу как снижения техногенное воздействия ходовых систем и формирования плужной подошвы за счёт однократности прохода, так и отвода излишков влаги, а значит создания наиболее благоприятных условий для развития посевного материала, следовательно, уменьшения сроков технической спелости культур и повышения их валового сбора, что в целом также повысит производительность машинно-тракторного агрегата.

Использование данного изобретения - почвообрабатывающего фронтального прокалывателя с ножевыми рабочими органами, при его достаточно несложном устройстве, простоте и технологичности в изготовлении, обладающего высокой надёжностью, долговечностью, удобством в обслуживании и эксплуатации, возможностью самоочищения рабочих органов, способно улучшить водопроницаемость почвенного плодородного слоя за счёт его прокалывания, снизить техногенное влияние ходовой системы колёсного полурамного трактора на обрабатываемые почвы в целях недопущения переуплотнения, обеспечить сохранения плодородия и увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, повышение производительности и скоростных характеристик трактора, что в целом улучшит эффективность его применения в сельском хозяйстве.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Почвообрабатывающий фронтальный прокалыватель с ножевыми рабочими органами (24) содержит пространственную раму (1), состоящую из соединенных между собой профильных трубчатых тяг, смонтированную на косыночных упорах с силовыми шарнирами, с нагружающим гидроцилиндром (13), силовыми кронштейнами и ножевыми прокалывающими рабочими органами (24). Передняя фронтальная поперечная тяга выполнена в виде швеллерной балки с прорезями. Прокалыватель состоит из приводного и возвратного механизмов. Приводной механизм выполнен в виде электродвигателя (18) с редуктором (19), установленного на продольной трубчатой тяге, включенного в систему электропитания трактора (12) и кривошипного вала, смонтированного в силовых кронштейнах с подшипниками на верхней части швеллерной балки с прорезями с закреплёнными на его шейках шатунными направляющими, в вилочных окончаниях которых шарнирно установлены прокалывающие ножевые рабочие органы (24), в средней части имеющие позиционное отверстие для установки поперечного болтового клина. Шестерня редуктора (19) электродвигателя (18) сцеплена с приводной шестерней кривошипного вала. Возвратный механизм состоит из направляющих воронкообразного типа, закрепленных на верхней части швеллерной балки напротив прорезей с размещёнными в них возвратными пружинами сжатия. Обеспечивается улучшение водопроницаемости почвенного плодородного слоя за счёт его прокалывания, снижение техногенного влияния ходовой системы колёсного полурамного трактора на обрабатываемые почвы в целях недопущения переуплотнения, сохранения плодородия и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, повышение производительности и скоростных характеристик трактора при применении достаточно несложного устройства, простого в изготовлении, обладающего высокой надёжностью, долговечностью, удобством в обслуживании и эксплуатации, имеющего возможность прокалывания почвы на нужную глубину, самоочищения рабочих ножевых органов в движении, обладающего небольшой металлоёмкостью и невысоким сопротивлением движению трактора. 5 ил.

Почвообрабатывающий фронтальный прокалыватель с ножевыми рабочими органами, характеризующийся тем, что содержит пространственную раму, состоящую из соединенных между собой профильных трубчатых тяг, смонтированную на косыночных упорах с силовыми шарнирами, с нагружающим гидроцилиндром, силовыми кронштейнами и ножевыми прокалывающими рабочими органами, причем передняя фронтальная поперечная тяга выполнена в виде швеллерной балки с прорезями, а прокалыватель состоит из приводного и возвратного механизмов, причем приводной механизм выполнен в виде электродвигателя с редуктором, установленного на продольной трубчатой тяге, включенного в систему электропитания трактора и кривошипного вала, смонтированного в силовых кронштейнах с подшипниками на верхней части швеллерной балки с прорезями с закреплёнными на его шейках шатунными направляющими, в вилочных окончаниях которых шарнирно установлены прокалывающие ножевые рабочие органы, в средней части имеющие позиционное отверстие для установки поперечного болтового клина, при этом шестерня редуктора электродвигателя сцеплена с приводной шестерней кривошипного вала, возвратный механизм состоит из направляющих воронкообразного типа, закрепленных на верхней части швеллерной балки напротив прорезей с размещёнными в них возвратными пружинами сжатия.